DB35∕T 2110-2023 在用电动汽车动力电池系统性能评估规范(福建省).pdf

ICS 43.120 CCS T 47 35 福建省地方标准 DB35/T 21102023 在用电动汽车动力电池系统性能评估规范 Performance evaluation specification for in-use power batteries of new energy vehicles 2023-06-19 发布 2023-09-19 实施 福建省市场监督管理局 发 布 DB35/T 21102023 I 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 技术要求.2 5 检测条件及记录.3 6 检测方法.4 附录 A（资料性）动力电池系统检测记录表.10 附录 B（资料性）动力电池系统评估报告.11 DB35/T 21102023 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由福建省工业和信息化厅提出并归口。本文件起草单位：宁德时代新能源科技股份有限公司、福建星云电子股份有限公司、福建时代星云科技有限公司、福建省汽车运输集团有限公司、福建省计量科学研究院、中国石化销售股份有限公司福建分公司、国网电动汽车服务（福建）有限公司。本文件主要起草人：魏志立、马达、刘震、李爱民、郑其荣、刘伟、张新池、王强、张煌辉、张杰梁、牟琳、李海洋、黄中。DB35/T 21102023 1 在用电动汽车动力电池系统性能评估规范 1 范围 本文件规定了在用电动汽车锂离子动力电池系统（以下简称“动力电池系统”）的技术要求、检测条件及记录、检测方法。本文件适用于动力电池系统在整车不拆解、不改变控制策略条件下的检测，其它类型电池系统参照执行。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 18487.1 电动车辆传导充电系统 第1部分：通用要求 GB/T 19596 电动汽车术语 GB/T 20234.12015 电动汽车传导充电用连接装置 第1部分：通用要求 GB/T 27930 电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议 GB/T 31467.12015 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第1部分：高功率应用测试规程 GB/T 34658 电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议一致性测试 GB/T 38661 电动汽车用电池管理系统技术条件 3 术语和定义 GB/T 18487.1、GB/T 19596、GB/T 20234.12015、GB/T 27930、GB/T 31467.12015、GB/T 34658和GB/T 38661界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 电动汽车 electric vehicle 插电式混合动力汽车和纯电动汽车。3.2 在用电动汽车 in-use electric vehicle 已注册登记的电动汽车。3.3 动力电池系统 power battery system 由一个或一个以上蓄电池包及相应附件（管理系统、高压电路、低压电路、热管理设备以及机械总成等）构成的能量存储装置。3.4 电池管理系统 battery management system；BMS 监视蓄电池的状态（温度、电压、荷电状态等），可以为蓄电池提供通信、安全、电芯均衡及管理控制，并提供与应用设备通信接口的系统。DB35/T 21102023 2 3.5 实际初始充电可用容量 available initial charging capacity 电动汽车新车下线首次通过充电可用容量检测常规测试法（6.3.1.1）获得的动力电池系统容量。3.6 实际初始放电可用容量 available initial discharging capacity 电动汽车新车下线首次通过放电可用容量检测（6.3.2）获得的动力电池系统容量。3.7 充电可用容量保持率 available charging capacity retention rate 通过充电可用容量检测（6.3.1）获得的动力电池系统当前容量（Ah）与实际初始充电可用容量的百分比值。3.8 放电可用容量保持率 available discharging capacity retention rate 通过放电可用容量检测（6.3.2）获得的动力电池系统当前容量（Ah）与实际初始放电可用容量的百分比值。3.9 直流内阻 direct current resistance；DCR 电池系统在工作时，直流电流流过动力电池系统所受到的阻力，包括欧姆内阻和极化内阻。3.10 直流内阻增长率 direct current resistance growth rate 动力电池系统当前直流内阻（DCRt）与初始直流内阻（DCR0）之差，与初始直流内阻（DCR0）的百分比值。注：初始直流内阻为电动汽车新车下线首次测试值。4 技术要求 气味及外观要求 4.1 动力电池系统气味及外观应符合以下要求：a)无刺激性气味及液体残留痕迹；b)铭牌、安全警示标识清晰可见，无破损；c)未见明显变形及锈蚀，螺栓无缺失、无松动、无螺纹露出；d)高/低压线束金属部分无裸露，无明显破损；e)连接器无明显破损、松脱，如有锁扣，锁扣应正常在位并可靠锁定。电池系统要求 4.2 4.2.1 绝缘性能 按照6.5的方法进行测试，动力电池系统与车身可导电部分之间的绝缘电阻应大于100/V。4.2.2 绝缘保护功能 若被检车辆的动力电池系统与车身可导电部分之间的绝缘电阻小于100/V，则动力电池系统应启动绝缘故障保护。绝缘保护功能按照6.6的方法进行测试，BMS应记录绝缘故障告警信息。DB35/T 21102023 3 4.2.3 热状态检测 按照6.7的方法进行测试，乘用车电池系统最大温差不超过5，商用车电池系统最大温差不超过8。电池管理系统要求 4.3 4.3.1 基本要求 BMS应符合GB/T 38661的规定，通信协议应符合GB/T 27930的规定。BMS宜具备以下功能：a)允许动力电池系统通过传导式充电口对测试设备放电；b)开放 GB/T 27930 中规定的电池技术参数的可选项；c)上传动力电池热管理系统的启动和关闭状态。4.3.2 测量误差要求 BMS最大测量误差应符合：a)SOC 估算最大允许误差不大于 5%；b)电流最大允许误差不大于2%（10 A 以下0.2 A）；c)总电压最大允许误差不大于1%。5 检测条件及记录 环境要求 5.1 检测环境条件应满足：a)环境温度为 25 10；b)相对湿度为 45%95%；c)大气压力范围为 86 kPa106 kPa。气味及外观检查条件 5.2 在现场环境良好、光线充足、无其它异味的条件下，对动力电池系统可视部分进行气味及外观检查。检测设备 5.3 5.3.1 功能要求 应符合GB/T 18487.1、GB/T 27930的规定，应至少具备直流充电功能、直流放电功能。5.3.2 测量误差 应满足以下要求：a)输出电流测量误差不超过0.1%FS（满量程）；b)输出电压测量误差不超过0.1%FS（满量程）；c)温度测量误差不超过0.5；d)时间测量误差不超过0.1 s；DB35/T 21102023 4 e)绝缘测试设备精度要求：5%；f)容量时间计算精度不超过 1 ms。5.3.3 充电连接装置温度要求 充电连接装置按照GB/T 20234.12015中7.13的测试方法进行测试，允许抓握部位的非金属部件最高温度不应超过60，端子的温升不应超过50 K。检测记录 5.4 动力电池系统检测结果记录可参考附录A。若检测设备可自动生成评估报告，可参考附录B。6 检测方法 总则 6.1 6.3、6.4、6.5的快速测试法是对动力电池系统的性能快速诊断（性能初判），常规测试法是在快速测试法基础上的深度诊断（精度更高）。气味及外观检查 6.2 靠近动力电池系统箱体外壳及连接器部位，目测检查箱体外观，通过嗅觉辨别是否有刺激性气味。容量保持率检测 6.3 6.3.1 充电可用容量保持率检测 6.3.1.1 常规测试法 在检测环境条件下，使用检测设备按以下步骤进行检测：a)动力电池系统 1 C 放电或根据电池生产商规定的放电约束条件放电或通过整车（含车载用电设备）放电至放电截止条件；b)关闭车辆电源，静置 30 min；c)动力电池系统充电至厂商规定的充电截止条件；d)记录充电过程中总电压U，电流I及充电时间t；e)计算动力电池系统充电可用容量Ct；f)获取实际初始充电可用容量C0，根据式（1）计算当前实际充电可用容量保持率：=CtC0100%(1)式中：实际充电可用容量保持率；Ct实际充电可用容量，单位为安时（Ah）；C0初始充电可用容量，单位为安时（Ah）。6.3.1.2 快速测试法 在检测环境条件下，使用检测设备按以下步骤进行检测。a)使用检测设备对动力电池系统充电。DB35/T 21102023 5 b)获取车辆 SOC 在X1,X2（40%X1X260%，X2-X18%）区间时，动力电池系统充电容量C1。c)动力电池系统充电至厂商规定的充电截止条件。注：c)项为可选项，视情况进行。d)根据式（2）计算动力电池系统充电可用容量Ct：Ct=C1X2-X1 (2)式中：Ct实际充电可用容量，单位为安时（Ah）；C1初始充电可用容量，单位为安时（Ah）；X2充电截止SOC值；X1充电初始SOC值。e)获取实际初始充电可用容量C0，根据式（3）计算当前实际充电可用容量保持率：=CtC0100%(3)式中：实际充电可用容量保持率；Ct实际充电可用容量，单位为安时（Ah）；C0初始充电可用容量，单位为安时（Ah）。6.3.2 放电可用容量保持率检测 在检测环境条件下，使用检测设备按以下步骤检测动力电池系统放电可用容量CF。a)动力电池系统充电至厂商规定的充电截止条件。b)关闭车辆电源，静置 30 min。c)动力电池系统进行 1 C 放电（或按厂商规定的放电方式放电）至制造商规定的放电截止条件。d)记录放电过程中总电压U，电流I及放电时间t。e)计算动力电池系统放电可用容量CF。f)获取实际初始放电可用容量CF，根据式（4）计算当前实际放电可用容量保持率：F=CFCF100%(4)式中：F实际放电可用容量保持率；CF实际放电可用容量，单位为安时（Ah）；CF初始放电可用容量，单位为安时（Ah）。直流内阻增长率检测 6.4 6.4.1 常规法直流内阻测试 在检测环境条件下，使用检测设备按以下步骤检测动力电池系统直流内阻DCRt。a)通过整车（含车载用电设备）充放电的方式，将动力电池系统 SOC 调整至 50%。b)关闭车辆电源，静置 30 min。c)根据 GB/T 31467.12015 中第 7.2.2 条进行测试。d)根据 GB/T 31467.12015 中第 7.2.3 条提供的公式，计算动力电池系统直流内阻DCRt。DB35/T 21102023 6 e)获取常规法测得的初始直流内阻DCR0，根据式（5）计算当前直流内阻增长率DCR：DCR=（DCRtDCR0-1）100%(5)式中：DCR当前直流内阻增长率；DCRt当前直流内阻，单位为欧姆（）；DCR0初始直流内阻，单位为欧姆（）。6.4.2 快速法直流内阻测试 在检测环境条件下，使用检测设备按以下步骤检测动力电池系统直流内阻DCRt。a)通过整车（含车载用电设备）充放电的方式，将动力电池系统 SOC 调整至 50%。b)关闭车辆电源，静置 30 min。c)恒流输出 0.1 I（A），持续 20 s，记录动力电池系统第 10 s 的总电压值U1和电流值I1。d)恒流输出 I（A），持续 20 s，记录动力电池系统第 10 s 的总电压值U2和电流值I2。注：I为此时车辆向检测设备请求的充电电流需求值，单位为安培（A）。e)根据式（6）计算当前直流内阻DCRt：DCRt=U2-U1I2-I1 (6)式中：DCRt当前直流内阻，单位为欧姆（）；U21 I（A）第10 s的电压值，单位为伏特（V）；U10.1 I（A）第10 s的电压值，单位为伏特（V）；I21 I（A）第10 s的电流值，单位为安培（A）；I10.1 I（A）第10 s的电流值，单位为安培（A）。f)获取新车下线首次快速法测得的初始直流内阻DCR0，根据式（7）计算当前直流内阻增长率DCRt：DCRt=(DCRtDCR0-1)100%(7)式中：DCRt当前直流内阻增长率；DCRt当前直流内阻，单位为欧姆（）；DCR0初始直流内阻，单位为欧姆（）。绝缘检测 6.5 6.5.1 常规测试法 在检测环境条件下，按以下步骤检测绝缘电阻值：a)断开车辆低压供电；b)拆卸高压回路维护开关（若有）；c)使用绝缘测试仪表对电池包高压回路维护开关端及电池包输出端与车辆壳体之间施加 1 000 Vd.c.持续 1 min；d)测量电池包高压回路维护开关端及电池包输出端与车辆车身可导电部分之间绝缘电阻值。DB35/T 21102023 7 6.5.2 快速测试法 在检测环境条件下，按以下步骤检测绝缘电阻值：a)检测设备与被检车辆建立通信；b)暂时中止车辆 BMS 绝缘监测模块功能；c)通过检测设备进行绝缘检测；d)绝缘检测结束后，恢复车辆 BMS 绝缘监测模块功能。绝缘保护功能检测 6.6 按照6.5通过绝缘检测后，按以下步骤进行绝缘保护功能检测：a)负端绝缘保护功能检测：检测设备与被检车辆进行通讯不充放电，通过检测设备使被检车辆高压输出端负极对 PE 线处连接一个 20 k 电阻，读取整车 BMS 报文；b)检测结束后，重新启动被检车辆的通讯；c)正端绝缘保护功能检测：检测设备与被检车辆进行通讯不充放电，通过检测设备使被检车辆高压输出端征正极对 PE 线处连接一个 20 k 电阻，读取整车 BMS 报文；d)检测结束后，重新启动被检车辆的通讯；e)将被检车辆的 BMS 的绝缘故障告警信息记录至检测记录表或检测报告中。热状态检测 6.7 在检测环境条件下，按以下步骤进行热状态检测：a)检测设备与被检车辆建立通信；b)读取充电前初始状态下最高单体温度及最低单体温度，计算温差；c)按照 6.3.1.1 进行测试，测试过程中实时读取最高单体温度及最低单体温度，计算温差；d)充电结束后，读取最高单体温度及最低单体温度，计算温差。电池管理系统（BMS）检测 6.8 6.8.1 充电 SOC 估算误差 充电SOC估算误差按以下步骤进行。a)以 1 s 为采样周期，记录车辆 BMS 的 SOC 读数SOCn及检测设备累计容量Cn。b)记录动力电池系统达到满足计算充电可用容量条件时（SOC 在 20%到 80%范围内，且连续充电SOC 值大于 8%），检测设备累计容量Cm。c)通过 6.3.1 获取动力电池系统充电截止时的充电可用容量Ct。d)取检测数据第二个 SOC 作为基点，记录当前 BMS 的 SOC 读数SOCa及检测设备累计容量Ca。e)根据式（8）计算出每隔 1 s 的实际SOCm：SOCm=SOCa+（Cn-CaCt）100%(8)式中：SOCm每隔1 s的实际SOC值；SOCa充电初始BMS的SOC值；Cn每隔1 s对应充电截止时累计充电容量，单位为安时（Ah）；Ca每隔1 s对应充电初始时累计充电容量，单位为安时（Ah）；DB35/T 21102023 8 Ct实际充电可用容量，单位为安时（Ah）。d)根据式（9）计算充电 SOC 估算误差：Max(SOCm-SOCn)(9)式中：SOCm每隔1 s的实际SOC值；SOCn每隔1 s对应BMS的SOC值。6.8.2 放电 SOC 估算误差 放电SOC估算误差按以下步骤进行。a)以 1 s 为采样周期，记录车辆 BMS 的 SOC 读数SOCn及检测设备累计放电容量Cn。b)记录动力电池系统放电截止时的放电可用容量Cm。c)通过 6.3.2 获取动力电池系统放电截止时放电可用容量CF。d)根据式（10）计算出每隔 1 s 的实际SOCm：SOCm=(Cm-CnCF)100%(10)式中：SOCm每隔1 s的实际SOC值；Cm每隔1 s对应放电截止时的放电可用容量，单位为安时（Ah）；Cn每隔1 s对应放电截止时累计放电容量，单位为安时（Ah）；CF实际放电可用容量，单位为安时（Ah）。e)根据式（11）计算放电 SOC 估算误差：Max(SOCm-SOCn)(11)式中：SOCm每隔1 s的实际SOC值；SOCn每隔1 s对应BMS的SOC值。6.8.3 电流测量误差 可在测试过程中按以下步骤进行电流测量误差检测。a)记录 SOC 在 40%60%区间以 0.5 C 稳态放电时，BMS 电流读数I1及检测设备电流读数I2。b)根据式（12）计算电流测量误差：Iacc=(I1-I2I2)100%(12)式中：Iacc电流测量误差；I1BMS记录的电流值，单位为安培（A）；I2检测设备记录的电流值，单位为安培（A）。6.8.4 总电压测量误差 可在测试过程中按以下步骤进行总电压测量误差检测。a)恒流充电。DB35/T 21102023 9 b)记录 SOC 在 40%60%区间以 0.5 C 稳态放电时，BMS 电压读数U1及检测设备总电压读数U2。c)根据式（13）计算电压测量误差：Uacc=（U1-U2U2）100%(13)式中：Uacc电压测量误差；U1BMS记录的电压值，单位为伏特（V）；U2检测设备记录的电流值，单位为安培（A）。DB35/T 21102023 10 附录A （资料性）动力电池系统检测记录表 依据动力电池系统的检验项要求，参照表A.1，记录对应项检测结果。表A.1 样品检测记录表 送检人（单位）送检日期 送检联系人及电话 所有人 号牌 品牌/型号 VIN码 初次登记日期 出厂年月 满载质量 动力电池标称容量 动力电池类型 里程表读数 车辆类型 营运车辆：乘用车客车 非营运车辆：乘用车客车 蓄电池箱体 铭牌信息 信息完整缺失，外观及气味 正常液体渗出（痕迹）刺激气味 固定件 正常松脱，其它，高低压线束 正常裸露破损，其它，连接器 正常破损松脱，其它，动力电池系统测试 直流内阻（）常规法：快速法：直流内阻增长率（%）常规法：快速法：绝缘检测（）常规法，绝缘电阻值/V 快速法，绝缘电阻值/V 绝缘保护功能 正常失效其它，热状态检测（）充电可用容量（Ah）常规法：快速法：放电可用容量（Ah）电池管理系统测试 充电SOC误差（%）放电SOC误差（%）电流测量误差（%）电压测量误差（%）主检 审核 签发 DB35/T 21102023 11 附录B （资料性）动力电池系统评估报告 依据动力电池系统的评估规范，针对检验结果，参照表B.1，输出动力电池系统评估报告。表B.1 样品评估报告 送检人（单位）送检日期 送检联系人及电话 所有人 号牌 品牌/型号 VIN码 初次登记日期 出厂年月 满载质量 动力电池标称容量 动力电池类型 里程表读数 车辆类型 营运车辆：乘用车客车 非营运车辆：乘用车客车 检测项目 测试方法 参考值 测定值 结果 绝缘检测 充电SOC误差 BMS电流误差 BMS电压误差 测试曲线